专利名称：一种薄膜基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频通信领域和基板生产领域，尤其涉及一种薄膜基板。
背景技术：
近年来，由于射频电子技术的不断发展，特别是射频电子标签的广泛应用，正逐渐改变着人们的生活方式。射频电子标签从电源供应方面区分有源和无源两大类；从载波频率方面区分分为125KHz (130KHz)的低频频段、13. 56MHz的高频频段、433MHz，915MHz的超高频频段、2. 4GHz, 5. 8GHz的微波频段；这些频段都是全球公开使用的免费无线电频率使用段，因此电子标签的应用无处不在，产生了各种形状，适合不同应用要求的产品，使人们的生活更便利更高效。为了让射频电子标签能够更广泛地应用到日常生活中，一方面从成本上要降低到符合实际应用的需求，在某些场合，使体积缩小到某些特殊应用的场合，便于安装和使用。这就要求产品越做越小，越做越薄。在高频频段，特别是大量应用的13. 56MHz频段的智能标签，射频电路的天线末端谐振电路大都为LC谐振双工收发天线，如果要减小产品尺寸，势必要从缩小射频天线(L)的尺寸或取消外部匹配电容器(C)两方面想办法。从缩小射频天线角度考虑，减小射频天线的尺寸后，天线的电感量将减小，但这势在必行。在相同的芯片输入电容匹配的情况下，需要加入外部匹配电容器，才能达到13. 56MHz的谐振频率。这样就增加了微型电容器的成本和电容器焊接的成本。我们需要一种技术来改变目前的现状，使智能标签在减小尺寸的同时，不额外增加匹配电容器，来满足应用的要求。
发明内容
本发明的目的是简化微型智能标签的生产工艺，降低产品的生产成本，实现具有市场竞争力和良好性价比的高频射频智能标签的微型化封装而提出的一种有效利用薄膜基板的等效分布电容来实现高频谐振匹配的基板。本发明的技术适合在13. 56MHz的射频智能标签产品中。一种薄膜基板，由绝缘介质、正反面的导电图形、阻焊层和金属化孔构成
所述的绝缘介质，是一层薄型绝缘的平板结构；
所述的正反面的导电图形、是由多圈环绕的射频线圈、孔盘和焊点构成，设置在绝缘基材的正反表面； 所述的阻焊层是设置在绝缘介质和导电图形表面的绝缘油墨，通过涂布形成薄型保护
层；
所述的金属化孔具有正反面孔盘，通过金属化孔贯穿绝缘基材将正反面的导电图形连通。进一步的，所述基板的绝缘介质为环氧树脂(FR4或BT)、陶瓷(LTCC)或铁弗龙(PTFE)材料，其厚度为5(T200um之间，绝缘介质的相对介电常数在4 10之间，玻璃转化温度在17(T300摄氏度之间。再进一步，所述基板的的正反面导电图形各包含了一组多圈环绕的射频天线，通过金属化孔同相串联，正面的射频天线和反面的射频天线图形投影面重叠且中心对称。再进一步，所述基板的正反面的射频天线线宽和间距为3(Tl00Um。再进一步，所述基板的正反面重叠的射频天线间形成多组平板电容器，和相应的射频天线并联连接。再进一步，所述基板的正面和反面相邻的射频天线间形成多组平行线分布电容器，和相应的射频天线并联连接。再进一步，所述基板由多个单元规则排列成大方块结构，多个相同的大方块组成大基板。再进一步，所述基板的射频天线组成的射频电路，其工作频率为13.56MHz。本发明的一种薄膜基板经过加工后，可实现微型智能标签产品的封装，产品经过测试，打标，包装后就可以应用到实际项目中。根据上述方案形成的本发明具有以下优点通过该技术实现的微型智能标签具有独立的非接触式功能；通过该技术实现的微型智能标签具有非常小的体积，适合在小型物体和狭窄空间内使用。通过该技术实现的微型智能标签的可靠性高，适合在温度变化大、高湿度环境以及具有化学品腐蚀的环境中。通过该技术实现的微型智能标签具有很强的抗机械冲击能力，适合在容易受到外力冲击的情况下使用。通过该技术实现的微型智能标签取消了外加匹配电容器，也取消了电容器的焊接过程，避免了基板的受热引起的品质下降，有效地节约生产材料和降低生产成本，同时提高了广品的品质。通过该技术实现的微型智能标签，有效满足本领域的需求，具有极好的实用性、创造性和新颖性。
图I为本发明的薄膜基板的天线分布电容原理图。图2为本发明的薄膜基板的整体剖面示意图。图3为本发明的薄膜基板的天线结构剖面示意图。图4为本发明的薄膜基板的零件面图形设计示意图。图5为本发明的薄膜基板的零件反面图形设计示意图。图6为本发明的薄膜基板的多单元分布示意图。图7为本发明的薄膜基板的多区块分布示意图。图8为本发明的薄膜基板的多区块零件面碎铜分布示意图。图9为本发明的薄膜基板的多区块零件反面碎铜分布示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明针对现有微型智能标签用的基板，所存在的生产成本高，制造工艺繁琐，使用中可靠性相对较差等问题，而提供的解决技术方案，实施具体如下
为了达到微型封装尺寸的目的，长方体结构的薄膜基板的长度在0. 5^1. 5_之间，宽度在0. 3^1. 2mm之间，厚度在0. 05、. 20mm之间。参见图10，多个规则排列的薄膜基板形成大块基板150，在大块基板的四个边缘设置了横向定位标识151和纵向定位标识152，在相邻的基板之间设置了横向切割槽153和纵向切割槽154，将单体的薄膜基板I分离开。参见图2，本发明提供的一种微型智能标签，其基板为薄型的双面印制电路基板，中间的绝缘介质11为环氧树脂(FR4或BT)、陶瓷(LTCC)或铁弗龙(PTFE)材料，其厚度为5(T200um之间，绝缘介质的相对介电常数在4 10之间，玻璃转化温度在170 300摄氏度之间，具有优良的热机械稳定性。在绝缘介质的上表面，通过精密曝光及蚀刻工艺，形成上部射频天线图形13和天线焊盘14及15，再涂布了一层阻焊油墨层131，已保护表面的图形不受外界影响。天线焊盘14及15的表面采用镀镍再镀软金工艺，以适应超声波引线焊接或者表面贴装工艺焊接的要求。见图4，在绝缘介质11的表面形成上部射频天线图形13，其为多圈环绕的结构，天线的最外圈以孔盘1320为终点，通过金属化孔连通反面的图形；天线的最内圈以天线焊盘图形1324为终点，作为和芯片的引线焊接使用，孔盘1321通过金属化孔连接到反面图形，另一端和天线焊盘图形1323连接为终点，作为和芯片的引线焊接使用。最外圈的上下两边各设置了一个电镀线图形，将天线图形和外部电镀引线连通。在绝缘介质的下表面，通过精密曝光及蚀刻工艺，形成下部射频天线图形12，再涂布了一层阻焊油墨层121，已保护表面的图形不受外界影响。参见图5，在绝缘介质11的表面形成下部射频天线图形12，其为多圈环绕的结构，天线的最外圈以孔盘1220为终点，通过金属化孔连通反面的图形；天线的最内圈以孔盘1221为终点，通过金属化孔连通反面的图形。最外圈的上下两边各设置了一个电镀线图形，将天线图形和外部电镀引线连通。参见图7，为了提高生产效率，将多个基板按规则的图形排列，形成方形区域100，在一条长条形的大基板上，复制了另3个和100相同的方形区域101，102和103。在大基板的边缘设置了多个圆形和椭圆形的定位孔，可以在生产工艺中精确定位。在两个相邻的方形区域中间，设置了多条槽孔108，以释放基板的应力，防止损坏到方形区域内的部件和封装体。参见图8的零件面，在大基板的方形区域130、入料区域131和槽孔108之外，设置了斜向的碎铜区域132，单个碎铜134的形状为斜向45度角放置的正方形，正方形的边长为
0.I 0. 5mm之间，碎铜之间的间隔135和136，尺寸为0. 05 0. 3mm之间，以平衡金属层的平均分布，有效改善基板的热变形。参见图9的零件反面，在大基板的方形区域140和槽孔108之外，设置了斜向的碎铜区域142，单个碎铜144的形状为斜向45度角放置的正方形，正方形的边长为0. ro. 5mm之间，碎铜之间的间隔145和146，尺寸为0. 05、. 3mm之间，以平衡金属层的平均分布，有效改善基板的热变形。参见图3，射频天线设置在基板的绝缘介质11的正反面，正面的射频天线132、133、134和反面的射频天线图形122、123、124的投影面重叠且中心对称。且射频天线图形122比射频天线图形132的宽度稍宽；同样的，射频天线图形133比射频天线图形123的宽度稍宽；射频天线图形124比射频天线图形134的宽度稍宽；如此交错排列，获得相同的线间距，更使上下天线图形间的投影面积保持不变。从而保证在生产过程中的工艺偏差不影响平板电容器的电容量。基板的正反面的射频天线线宽和间距为3(Tl00um，线与线之间的分布电容和对应的射频天线并联后和谐振电路同时工作，保证了谐振电路工作在13. 56MHz的频点。参见图I的天线分布电容原理图，射频天线设置在基板的绝缘介质11的正反面，正面的射频天线132和反面的射频天线图形122的投影面重叠且中心对称。且反面的射频天线图形122比正面射频天线图形132的宽度稍宽，使生产过程中的工艺偏差不影响平板电容器的投影面重叠面积，从而保证平板间等效分布电容器61的容量稳定性。基板的正反面的射频天线线宽和间距为3(Tl00Um，相邻天线133与天线134之间的分布电容形成了等效电容器62，和对应的射频天线并联后配合谐振电路同时工作，保证了谐振电路工作在 13. 56MHz的频点。正面的阻焊层131和反面的阻焊层121有效保护了天线及其他图形的稳定性，防止导电图形受到环境的影响。以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述说明书的限制，上述说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
权利要求
1.一种薄膜基板，其特征在于，所述的薄膜基板由绝缘介质、正反面的导电图形、阻焊层和金属化孔构成 所述的绝缘介质，是一层薄型绝缘的平板结构； 所述的正反面的导电图形、是由多圈环绕的射频线圈、孔盘和焊点构成，设置在绝缘基材的正反表面； 所述的阻焊层是设置在绝缘介质和导电图形表面的绝缘油墨，通过涂布形成薄型保护层； 所述的金属化孔具有正反面孔盘，通过金属化孔贯穿绝缘基材将正反面的导电图形连通。
2.根据权利要求I所述的一种薄膜基板，其特征在于，所述基板的绝缘介质为环氧树脂(FR4或BT)、陶瓷(LTCC)或铁弗龙(PTFE)材料，其厚度为5(T200um之间，绝缘介质的相对介电常数在4 10之间，玻璃转化温度在17(T300摄氏度之间。
3.根据权利要求I所述的一种薄膜基板，其特征在于，所述基板的的正反面导电图形各包含了一组多圈环绕的射频天线，通过金属化孔同相串联，正面的射频天线和反面的射频天线图形投影面重叠且中心对称。
4.根据权利要求I所述的一种薄膜基板，其特征在于，所述基板的正反面的射频天线线宽和间距为3(Tl00um。
5.根据权利要求I所述的一种薄膜基板，其特征在于，所述基板的正反面重叠的射频天线间形成多组平板电容器，和相应的射频天线并联连接。
6.根据权利要求I所述的一种薄膜基板，其特征在于，所述基板的正面和反面相邻的射频天线间形成多组平行线分布电容器，和相应的射频天线并联连接。
7.根据权利要求I所述的一种薄膜基板，其特征在于，所述基板由多个单元规则排列成大方块结构，多个相同的大方块组成大基板。
8.根据权利要求I所述的一种薄膜基板，其特征在于，所述基板的射频天线组成的射频电路，其工作频率为13. 56MHz。
全文摘要
本发明公开了一种薄膜基板，由绝缘介质、正反面的导电图形、阻焊层和金属化孔构成，所述的绝缘介质，是一层薄型绝缘的平板结构；正反面的导电图形、是由多圈环绕的射频线圈、孔盘和焊点构成，设置在绝缘基材的正反表面；阻焊层是设置在绝缘介质和导电图形表面的绝缘油墨，通过涂布形成薄型保护层；金属化孔具有正反面孔盘，通过金属化孔贯穿绝缘基材将正反面的导电图形连通。基板天线的工作频率为13.56MHz，采用精密蚀刻工艺，合理利用天线相邻绕线间的线间分布电容和正反面天线绕线的分布电容实现谐振匹配原理，最终实现小体积智能标签的封装。
文档编号H01Q21/00GK102625569SQ201210095788
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月4日 优先权日2012年4月4日
发明者陆红梅 申请人:上海祯显电子科技有限公司